一种基于bim的幕墙参数化设计方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于BIM的幕墙参数化设计方法，包括以下步骤：建立幕墙BIM体量模型；建立若干种参数化的基本单元板块模型；各基本单元板块模型模拟装配至BIM体量模型上后检查碰撞，并根据装配情况判断设计方案可行性；将装配无误的BIM模型与其他交叉专业的BIM模型整合，检查整合模型是否冲突。本发明通过BIM建模，实现了幕墙工程的参数化设计，克服了利用规则矩形单元板块构建曲面幕墙的难题，而且本发明集合了参数化尺寸驱动设计及调整功能，以便随时修改幕墙单元的控制尺寸，使之能有效提高设计效率、降低出错率及工期延误风险；同时借助BIM技术的碰撞检查功能，实现幕墙设计的变更、监控及动态管理。本发明可应用于幕墙设计。
【专利说明】一种基于BIM的幕墙参数化设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及幕墙设计，特别是涉及一种基于BIM的幕墙参数化设计方法。
【背景技术】
[0002] BIM (Building Information Modeling),又称为建筑信息模型，是一种新型的工 程建设行业的计算机应用技术，通过设计、使用建筑工程项目的各项相关信息数据作为模 型的基础，在建设项目的策划、设计、施工、运营管理等阶段的全生命周期过程中进行共享 和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队、施工单位 以及包括建筑运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约 成本和缩短工期方面发挥重要作用。在设计阶段时引入BIM技术，并开发出针对项目特殊 性的设计应用，是当今幕墙设计技术的前沿。
[0003] 与其他幕墙形式相比，单元式幕墙具有施工周期短、加工精度高、抗震性能优异等 特点。但如果需要建造成双曲面的幕墙造型，普通的平板式矩形单元通常难以胜任；而曲 面造型的单元体则需要定制大量的型材模具，必要时还需将幕墙龙骨，面板等进行拉弯等 深加工处理，不但增加了幕墙的造价成本，且单元板块的加工、安装容易出现尺寸误差，还 存在工期延误等风险。
【发明内容】
[0004] 为了克服上述技术问题，本发明的目的在于提供一种使用方便的基于的幕墙 参数化设计方法，该方法有效的提高工作效率，降低施工出错率。
[0005] 本发明所采用的技术方案是： 一种基于BIM的幕墙参数化设计方法，包括以下步骤： a. 建立幕墙BM体量模型； b. 建立若干种参数化的基本单元板块模型； c. 各基本单元板块模型模拟装配至BM体量模型上后检查碰撞，并根据装配情况判断 设计方案可行性； d. 将装配无误的BM模型与其他交叉专业的BM模型整合，检查整合模型是否冲突。
[0006] 作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤a是在软件平台中建立，体量模型 中包括建筑物的概念造型以及标高、轴网、外轮廓尺寸的控制点要素。
[0007] 作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤a包括对体量模型的幕墙外皮进行分 格，所分网格作为单元幕墙的板块分格，同时在划分好的网格上建立三点定位平面。
[0008] 作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤b中，根据幕墙系统的CAD平面节点设 计方案，建立符合要求的若干种基本单元板块模型，并令基本单元板块的主要尺寸参数化， 使得基本单元板块可依据其参数变化驱动板块尺寸。此外，设立一个基准工作面，作为基本 单元板块在整体模型中的定位平面。该方法集合了参数化尺寸驱动设计及调整功能，以便 随时修改幕墙单元的控制尺寸，使之能有效提高设计效率、降低出错率及工期延误风险。
[0009] 作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤c中，将参数化的基本单元板块模型 导入体量模型中，并使其参数根据三点定位平面精确定位，生成与网格尺寸大小一致的单 元板块，并组装成为幕墙整体模型。通过以上技术，不仅可实现幕墙型材及构造最优化设 计，进而解决将曲面幕墙的每个矩形单元板块分格平面化的难题，还可令幕墙的单元板块 实现参数化驱动的调整甚至批量修改。
[0010] 作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤C中，通过软件平台的碰撞检查或 3D模拟施工的技术手段，即时检查单元板块尺寸和构造节点，以适应幕墙设计功能及加工、 安装工艺要求。
[0011] 作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤C中，幕墙设计方案不可行时调整体 量模型的幕墙分格或调整基本单元板块模型。
[0012] 作为上述技术方案的进一步改进，对不符合要求的基本单元板块模型重新建模以 增加基本单元板块种类，之后重复步骤b和c。此外，每一个单元板块都要按类型、尺寸、构 造不同分别赋予编号，以便迅速统计、查找及修改。
[0013] 本发明的有益效果是：本发明通过BIM建模，实现了幕墙工程的参数化设计，克服 了利用规则矩形单元板块构建曲面幕墙的难题，而且本发明集合了参数化尺寸驱动设计及 调整功能，以便随时修改幕墙单元的控制尺寸，使之能有效提高设计效率、降低出错率及工 期延误风险；同时借助技术的碰撞检查功能，实现幕墙设计的变更、监控及动态管理。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
[0015] 图1是本发明的设计流程图。
【具体实施方式】
[0016] 如图1所示，本实施例的实施方法如下。
[0017] (1)根据建筑CAD方案的设计图纸，在软件平台（REVIT)中建立完整的幕墙体 量模型，该模型主要包括建筑物的概念造型以及标高、轴网、外轮廓尺寸的控制点等要素。
[0018] (2)按建筑图的要求，对体量模型的幕墙外皮进行初步分格，所分网格即作为单元 幕墙的板块分格，如幕墙外皮为曲面，则可选择划分UV线网格。同时，在划分好的网格上建 立一个三点定位平面。
[0019] (3)根据幕墙系统的CAD平面节点设计方案，建立符合任务精度、深度要求的若干 种基本单元板块模型，并令基本单元板块的主要尺寸参数化，使得基本单元板块可依据其 参数变化驱动板块尺寸。此外，确立一个基准工作面，作为基本单元板块在整体模型中的定 位平面。此步骤可与第2步并行开展。
[0020] (4)将参数化的基本单元板块导入第2步建立的体量模型中，并使其参数可根据 网格定位面、定位控制点精确定位，同时可自适应地生成与幕墙网格尺寸大小一致的单元 板块。
[0021] (5)将建立好的基本单元板块在BM体量模型中组合装配到位后，再利用"碰撞检 查"、"3D模拟施工"等软件自带的功能，即时检查板块尺寸乃至构造节点，以适应幕墙设计 功能及加工、安装工艺等要求。不符合要求的板块需重新考虑其构造及尺寸，增加基本单元 板块种类或调整其构造，并重复第3,4步的建模过程；与此同时亦可采用调整幕墙分格的 方法，之后第3,4步的建模过程。此外，每一个基本单元板块都要按类型、尺寸、构造不同分 别赋予编号，以便迅速统计、查找及修改。
[0022] (6)建筑幕墙整体模型成型后，再将其与其他交叉专业的BM模型整合，以检 查可能发生的干涉或碰撞，如有发生，则立即协调并修改相应的设计。这样，复杂造型的单 元幕墙在设计阶段可实现与其他专业的协同设计，并在发现问题后，根据其参数化的BIM 模型即时调整设计方案，以提高设计效率，降低项目风险。
[0023] 本实施例的设计方法具有以下优点： 1. 方法简单易于实现、适用范围广，可用于大型复杂工程项目中幕墙工程与其他专业 的协同设计、协调与管理； 2. 实现了整个幕墙工程，特别是单元幕墙的参数化设计，以较高的效率解决了用矩形 平板单元幕墙构建曲面幕墙的难题； 3. 借助BIM技术的碰撞检查及模拟仿真安装、自动统计幕墙板块等功能，实现幕墙设 计的变更、监控及动态管理。
[0024] 以上所述只是本发明优选的实施方式，其并不构成对本发明保护范围的限制。本 实施例中的设计方法不仅适用于单元幕墙，还可灵活应用于建筑工程中其他幕墙、外围护 结构形式。
【权利要求】
1. 一种基于BIM的幕墙参数化设计方法，其特征在于，包括以下步骤： a. 建立幕墙BM体量模型； b. 建立若干种参数化的基本单元板块模型； c. 各基本单元板块模型模拟装配至BM体量模型上后检查碰撞，并根据装配情况判断 设计方案可行性； d. 将装配无误的BM模型与其他交叉专业的BM模型整合，检查整合模型是否冲突。
2. 根据权利要求1所述的基于BIM的幕墙参数化设计方法，其特征在于：所述步骤a是 在BIM软件平台中建立，体量模型中包括建筑物的概念造型以及标高、轴网、外轮廓尺寸的 控制点要素。
3. 根据权利要求1或2所述的基于BIM的幕墙参数化设计方法，其特征在于：所述步骤 a包括对体量模型的幕墙外皮进行分格，所分网格作为单元幕墙的板块分格，同时在划分好 的网格上建立三点定位平面。
4. 根据权利要求3所述的基于BIM的幕墙参数化设计方法，其特征在于：所述步骤b 中，根据幕墙系统的CAD平面节点设计方案，建立符合要求的若干种基本单元板块模型，并 令基本单元板块的主要尺寸参数化，使得基本单元板块可依据其参数变化驱动板块尺寸。
5. 根据权利要求4所述的基于BIM的幕墙参数化设计方法，其特征在于：所述步骤c 中，将参数化的基本单元板块模型导入体量模型中，并使其参数根据三点定位平面精确定 位，生成与网格尺寸大小一致的单元板块，并组装成为幕墙整体模型。
6. 根据权利要求5所述的基于BIM的幕墙参数化设计方法，其特征在于：所述步骤c 中，通过BIM软件平台的碰撞检查或3D模拟施工的技术手段，即时检查单元板块尺寸和构 造节点，以适应幕墙设计功能及加工、安装工艺要求。
7. 根据权利要求6所述的基于BIM的幕墙参数化设计方法，其特征在于：所述步骤c 中，幕墙设计方案不可行时调整体量模型的幕墙分格或调整基本单元板块模型。
8. 根据权利要求7所述的基于BIM的幕墙参数化设计方法，其特征在于：对不符合要 求的基本单元板块模型重新建模以增加基本单元板块种类，之后重复步骤b和c。
【文档编号】G06T19/00GK104102765SQ201410282300
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月23日 优先权日:2014年6月23日
【发明者】梁少宁, 付文锋, 麦惠明 申请人:金刚幕墙集团有限公司